Naukowcy wyprodukowali i pomyślnie przetestowali ultracienkie urządzenie kardiologiczne typu plastra, które może monitorować bicie serca i w razie potrzeby stosować stymulację.
Obecnie funkcje te są wykonywane przez nieporęczne i uciążliwe urządzenia, takie jak rozruszniki serca. Chociaż przez wiele dziesięcioleci były to cudowne maszyny, operacja wymagana do wszczepienia rozruszników serca jest skomplikowana i może być ryzykowna. Z drugiej strony nowe urządzenie ma unikalny klej, który pozwala przykleić go bezpośrednio do mokrego organu, takiego jak serce.
Badacze z Uniwersytet Yonsei w Korei wierzą, że opracowana przez nich platforma może pewnego dnia zastąpić rozruszniki serca i tym samym uniknąć niepotrzebnego ryzyka chirurgicznego. Zespół dotychczas przetestował urządzenie tylko na modelu żywego królika i sztucznym sercu, ale pomyślne wyniki sugerują, że jest to obiecująca nowa technologia, która wymaga dalszych badań.
Czy to może zastąpić rozrusznik serca?
Kluczowym problemem serca, który naukowcy rozwiązali w swoich badaniach, jest arytmia serca lub nieregularne bicie serca. Serce może bić zbyt szybko, zbyt wolno lub nieregularnie. Niezależnie od tego przyczyną zaburzeń rytmu serca jest niewłaściwa funkcja impulsów elektrycznych, które mają koordynować bicie serca. Czasami zaburzenia rytmu serca są niezauważalne lub po prostu drobną dokuczliwością, ale w pewnych sytuacjach mogą zagrażać życiu. Jeśli problem stanie się wystarczająco poważny, jedyną pozostałą opcją może być chirurgiczne wszczepienie rozrusznika serca.
Prowadzone tutaj badania mogą dać pacjentom mniej inwazyjną opcję, co dałoby większej liczbie osób możliwość monitorowania i zatrzymywania zaburzeń rytmu serca. Nowe urządzenie to niewielka platforma składająca się z matrycy aktywnych tranzystorów wrażliwych na nacisk, które mogą wykrywać bicie serca, wraz z elektrodami o niskiej impedancji, które stymulują serce i zatrzymują arytmie. W testach na królikach urządzenie było w stanie wykryć zaburzenia rytmu serca i zastosować odpowiednią terapię elektryczną w celu skorygowania nieprawidłowego rytmu serca.
Jednym z bardziej obiecujących aspektów tej nowej platformy jest to, jak bardzo jest cienka. Arkusz czujników ma całkowitą grubość 38 μm. Dla porównania, standardowy rozrusznik serca to ok wielkości pudełka zapałek a ludzkie włosy są na ogół pomiędzy Grubość od 17 do 181 μm. Najwyraźniej badana tutaj platforma jest o wiele rzędów wielkości mniejsza niż nasze obecne najlepsze rozwiązania do monitorowania i stymulacji serca.
Oprócz niewielkich rozmiarów urządzenia naukowcy opracowali także niezwykłą metodę mocowania go do samego serca. Obecnie rozruszniki serca mają generator, który podłącza się do drutu biegnącego przez naczynie krwionośne w sercu. Nowa platforma działa bardziej jak kawałek taśmy przyklejony do nasierdzia serca.
Powodem, dla którego jest to tak niesamowite odkrycie, jest ten sam powód, dla którego może wywoływać frustrację podczas próby przyklejenia czegoś do mokrej powierzchni. Podobnie jak przyklejenie kawałka taśmy etykietowej do pojemnika na żywność z kondensacją, przyklejenie plastra do serca przez długi czas było wyzwaniem. Aby rozwiązać ten problem, naukowcy zwrócili się do natury. W szczególności znaleźli klej hydrożelowy na bazie alginianu, który naśladuje właściwości adhezyjne małży w środowiskach podwodnych. Ten klej nie tylko przykleja się do mokrego nasierdzia, ale także nie zostanie wchłonięty przez organizm, jest biokompatybilny i nietoksyczny dla ludzi.
Co dalej?
Oczywiście nadal pozostaje wiele do zrobienia, jeśli tego rodzaju urządzenia mają kiedykolwiek zastąpić rozruszniki serca na znaczną skalę. Na początek naukowcy tylko wykonali in vivo badania na królikach i na sztucznym sercu. Konieczne będą dalsze prace, zanim będziemy mogli zaufać tej technologii w życiu ludzkim.
Stymulator tymczasowy reguluje rytm serca, a następnie całkowicie zanika
Ponadto naukowcy uważają, że arytmia serca to dopiero początek. Oczekują, że ta metoda rozszerzy się w kierunku badania i monitorowania innych chorób serca, takich jak zawał mięśnia sercowego, kardiomiopatia przerostowa, przerost koncentryczny i kardiomiopatia rozstrzeniowa.
Zespół opisuje urządzenie kardiologiczne w Postępy nauki.
